Page 33 - 土木工程的测绘技术与应用研究

第二章 测绘工程变形监测

稳健时间序列分析法构建模型；如果时间序列的数据量不大，则可在建模时，使
用灰色系统理论，用累加生成法对原始数据进行加工，让其生成数列，这样可以
达到增强规律性的目的。在时序分析时，先分析单测点，假设在分析测点间相互

关系时可用多点关联变形分析法，那么对建筑物分析和预报的效果会更好。
2. 频谱分析法
假设变形时间序列有一定的周期性特性，例如大坝水平位移，具有较强的周
期性，那么应该用 Fourier 变换，将时域信息转换成频域信息，同时对这些信息

进行分析，而后在这一基础之上，计算各谐波频率振幅，同时确定最大振幅的主
频，这样就能确定变形变化的周期。估计响应谱函数、频率响应函数等函数，计
算输入和输出之间的关联性，找出导致变形的主要因子，进而对变形进行物理解
释，在这一基础上，预报建筑物变形状况。

3. 小波分析法
随着科学不断地发展，社会、自然等学科之间互相交叉，进而就形成了小波
理论，这一理论是学科交叉产生的结晶，目前，已经被广泛使用在各项科学研究
和各类工程的建设过程中，使用小波分析法，可以有效提取时频域局部信号中的

有效信息，然后用离散小波变换的方法，将变形观测数据进行分解、重构，这样
可以有效分离误差，也能更好地反映整体变形的趋势和局部变形的具体特征。小
波分析法和傅里叶变换有些相似，使用小波分析法也可以探测周期性变形，在分
析动态变形时，可用小波分析法，成功构建基于小波的多分辨卡尔曼滤波模型，

这一模型可为分析、预报建筑物变形提供条件。

二、高层建筑结构变形监测

伴随着中国的经济发展的突飞猛进，同时社会生产力水平的日益提高，大中

型城市和新型城镇化的建设进入新的高速发展时期，城市人口数量不断增加，社
会的发展水平不断提高，涌现出了一大批超高层建筑。高层项目一般有着耗资数
额巨大、占地面积较大、施工时间较长和耐久性要求较高等特点，在使用期间受
到环境荷载如光照、风力、温差作用材料容易老化损伤，比较容易发生危险事故，

因此保证结构的安全以及灾情预警的时效性凸显出越来越重要的地位。高层建筑
中，在施工期间、运营期间，主要考虑高竖向变形，这是由于竖向形变差异直接
影响施工质量，弹性的变形会有附件的变形，同时随着时间的推移逐步增加，这

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